Práce na počítači. Bc. Veronika Tomsová

Práce na počítači Bc. Veronika Tomsová

Barvy

Barvy v počítačové grafice I. „

nejčastější reprezentace barev: ‡

1-bitová informace rozlišující černou a bílou barvu ƒ 0 ... bílá, 1 ... černá

‡

8-bitové číslo určující stupeň šedi ƒ 0 ... Bílá ƒ 255 ... Černá

‡

zápisy barevných složek ƒ různé barvy se tvoří jako kombinace několika základních barev ƒ např. na obrazovce barvy vznikají složením základních barev RGB 3/39

Barvy v počítačové grafice II. „

různé zápisy barevných složek ‡

True color ƒ každá složka je jedno celé číslo v rozsahu 0-255 ƒ proč právě hodnoty 0-255? ƒ kolik různých barev takto získáme? ƒ co to je za barvu, která je uvedena na příkladu? R:255

‡

G:255

B:0

High color ƒ každá barevná složka je číslo v rozsahu 0-31 ƒ proč právě hodnoty 0-31? ƒ kolik různých barev získáme? 4/39

Barevné modely „

základní barevné modely ‡ ‡ ‡ ‡

RGB – model CMY(K) – model HSV – model HLS – model

5/39

Barevný model RGB „

základní barvy ‡ ‡ ‡

„

volba barev je dána technickými vlastnostmi monitorů ‡

„

R ... červená (red) G ... zelená (green) B ... modrá (blue)

barva luminiscenčních prvků, které převádějí elektrický impuls na vyzářený paprsek

vlastností modelu je součtové (aditivní) skládání barev ‡

‡

čím více barev sečteme, tím světlejší nebo tmavší barvu dostaneme? složením červené, zelené a modré dostaneme jakou barvu?

6/39

Aditivní skládání barev v modelu RGB

7/39

RGB krychle ‡

barevný rozsah v RGB modelu → lze zobrazit jako jednotkovou krychli umístěnou v osách r, g, b

„

umístěte správné barvy k jednotlivým vrcholům

8/39

RGB krychle „

bílá = červená + zelená + modrá

„

kde jsou v krychli umístěny odstíny šedi ???

9/39

RGB krychle

10/39

RGB krychle

11/39

Převod barev RGB na odstíny šedi ‡

máme základní barvy R, G a B „

jak z těchto barev uděláme odstín šedi?

12/39

Převod barev RGB na odstíny šedi ‡

máme základní barvy R, G a B „

jak z těchto barev uděláme odstín šedi?

„

nelze udělat aritmetický průměr jednotlivých složek !! I = (R+G+B) / 3 ƒ lidské oko vnímá různým způsobem intenzitu jednotlivých barevných složek ƒ např. nejcitlivější je lidské oko na zelenou

„

odstín šedi je třeba vyjádřit: Y = 0,299*R + 0,587*G + 0,114*B 13/39

Pojem RGBA „

barevný obraz v RGB doplněn o informaci o průhlednosti– složka A .... α kanál

„

barevný bod takového obrazu → údaj z intervalu <0,1> ‡

poměr, v jakém se barva bodu smíchá s barvou pozadí ƒ 0 ... neprůhledný barevný bod ƒ 1 ... zcela průhledný bod

„

složka A nemá význam při zobrazení samotného obrazu ‡

jen při kombinaci více obrazů do jednoho celku

14/39

Barevný model CMY(K) ‡

RGB model vhodný pro displeje „

lidská zkušenost s mícháním barev je jiná ‡ ‡ ‡

malíř ... nové barvy míšením jednotlivých barev více barev dohromady → tmavší barva smíchání všech barev → „černá“ ƒ tj. opak k aditivnímu skládání barev)

‡

míchání barev typické i pro tiskařské techniky → CMY(K) model

‡

základní barvy „ „ „

C ... tyrkysová/modrozelená (cyan) M ... fialová (magenta) Y ... žlutá (yellow) 15/39

Subtraktivní skládání barev v modelu CMY

16/39

CMY krychle ‡

barevný rozsah v CMY modelu → lze zobrazit jako jednotkovou krychli umístěnou v osách c, m, y

„

umístěte správné barvy k jednotlivým vrcholům

17/39

CMY krychle ‡

barevný rozsah v CMY modelu → lze zobrazit jako jednotkovou krychli umístěnou v osách c, m, y

„ „

černá = tyrkysová + fialová + žlutá červená = ???

18/39

Převod barev mezi CMY a RGB ‡

modely RGB a CMY navzájem duální „

jaký je převod mezi těmito modely?

19/39

Převod barev mezi CMY a RGB ‡

modely RGB a CMY navzájem duální „

jaký je převod mezi těmito modely?

C=1–R M=1–G Y=1–B

20/39

Barevný model CMY(K) ‡

tisk: obrazy jako soutisk tří obrazů tvořených barvami C, M a Y „

barevné pigmenty nesmí být dokonale krycí ‡

„

‡

praxe: složení všech barev = špinavě hnědá (ne černá)

černá barva se tiskne jako samostatná barva „ „

‡

nové barvy vzájemným překrýváním

černý inkoust (toner) mnohem levnější černá ke ztmavení barev

v polygrafii model CMYK „

černá barva (blacK) se přidá jako čtvrtá základní barva 21/39

Barevné tiskárny ‡

barevné tiskárny– kromě CMY(K) mají více barevných tonerů „

pro vytváření pastelových barev

„

například: ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡

Cyan Light Cyan Magenta Light Magenta Yellow Black Light Black 22/39

Barevné modely HSV a HLS ‡

práce s barvami v počítači „

modely RGB a CMY ‡

‡

co když chce barvy zadat uživatel? „ „ „

‡

snadná reprezentace a dobrý a rychlý výpočet

RGB nebo CMY model těžší představa, jaká barva vznikne smícháním základních barev není snadné odhadnout, jak změnit pro danou barvu její odstín

modely HSV a HLS „

blízké intuitivnímu zadávání barev 23/39

Barevný model HSV ‡

trojice složek (!ne barev!) „ „ „

‡

H ... barevný tón (hue) S ... sytost (saturation) V ... jas (value)

význam složek „

H ... základní spektrální barva ‡

„

S ... sytost, čistota barvy ‡ ‡ ‡

„

poměr čisté barvy a bílé barvy rozsah 0 – 1 0 ... bílá barva, 1 ... spektrální barva

V ... jas, intenzita ‡ ‡ ‡

‡

rozsah 0º - 360º

množství světla základní spektrální barva rozsah 0 – 1 0 ... černá, 1 ... bílá

• jaké těleso popíše HSV model? 24/39

Zobrazení modelu HSV ‡

pro zobrazení se používá kužel „ „ „

‡

barevný tón H ... úhel sytost S ... vzdálenost od osy kužele jas V ... od vrcholu k podstavě

kde jsou základní barvy? 25/39

Barevný model HSV

26/39

Barevný model HSV

27/39

Barevný model HLS ‡

model HSV nesymetrický z hlediska jasu (svislá osa) „

‡

model HLS

složky „

barevný tón H (hue) ‡

„

světlost L (lightness) ‡ ‡

„

od spodního vrcholu nahoru 0...černá – 1...bílá

sytost S (saturation) ‡

‡

úhel 0º - 360º

0... osa – 1 .. Povrch

pro zobrazení se používá? 28/39

Barevný model HLS ‡

‡

pro zobrazení se používá dvojitý kužel

jaké souřadnice mají čisté nejjasnější barvy? 29/39

Barevný model HLS ‡

jaké souřadnice mají čisté nejjasnější barvy? „

barvy na obvodu podstavy ‡ ‡ ‡

H Є <0,360) ... na obvodu L = 0.5 ... v podstavě S = 1 ... na krajích

30/39

Barevný model HLS ‡

model HLS odpovídá skutečnosti „

nejvíce různých barev vnímáme při „průměrné“ světlosti ‡

„

oblast podstav

schopnost rozlišit barvy klesá při velkém ztmavení i přesvětlení ‡

oblasti vrcholů kuželů

31/39

Převod mezi HLS, HSV a RGB ‡

netriviální převod mezi HLS, HSV a RGB „ „

není jednoduchý vzorec charakter algoritmu

32/39

Barevné palety

Barevné palety ‡

pixel reprezentován jednou barvou „

‡

indexový mód (pseudo color)

pixel reprezentován 3 složkami „ „

true color direct color

34/39

Indexový mód ‡

indexový mód („pseudo color“)– hodnota pixelu není přímo barva „

hodnota pixelu → ukazatel do tabulky (barevné palety)

35/39

Indexový mód ‡

barevná paleta „

převodní tabulka typicky velikosti 256 × (8 + 8 + 8) bitů

„

každý bod obrazu může nabývat některé z 256 hodnot každý řádek tabulky nabývat hodnoty z 224 možných barev

„

„

na obrazovce lze zobrazit 256 z 224 možných barev „pseudo color“

„

barevná paleta ‡ ‡

součástí obrazu vytvářena až při jeho zobrazování 36/39

Indexový mód ‡

nejčastěji používaná paleta „3-3-2“ „

barva reprezentována 1B ‡ ‡ ‡

„

3b pro červenou složku (R) 3b pro zelenou složku (G) 2b pro modrou složku (B)

lidské oko je nejméně citlivé na modrou

37/39

Pixel reprezentován 3 složkami ‡

pixel obrazu– 3 barevné složky „

‡

„true color“ „

‡

nejčastěji RGB barvy

barevné hodnoty přímo v jednotlivých pixelech

„direct color“ „

v pixelu tři hodnoty ‡

hodnoty se přímo nezobrazují hodnoty - odkazy do barevných palet pro každou barevnou složku

‡

součástí obrazu 3 palety

‡

ƒ pro každou barevnou složku jedna paleta 38/39

Pixel reprezentován 3 složkami ‡

„direct color“ obraz „

v pixelu tři hodnoty → odkazy do barevných palet

„

výhody ‡ ‡

snadná změna všech barev bez změny hodnot pixelů v obrazu např. gamma korekce 39/39